Кишечные бактерии помогают своим хозяевам превратиться в окаменелости
Британские палеонтологи нашли ответ на давно мучавший их вопрос – почему некоторые животные сохраняются в палеонтологической летописи лучше, чем другие. Секрет успешной фоссилизации крылся в кишечнике, точнее – среди населяющих его бактерий.
Подавляющее большинство животных никогда не станет окаменелостями. Для того, чтобы сохраниться в ископаемом состоянии, необходимо совпадение целого ряда геологических и химических условий.
И если твердые части вроде костей или раковин нет-нет да и останутся в веках, то такие анатомические подробности, как строение кожи и мышц, можно наблюдать в окаменелом виде крайне редко.
Большой соблазн для занимающихся этим вопросом ученых – обвинить во всем микроорганизмы. Эти великие посредники гниения и разложения, на первый взгляд, представляются основными врагами высококачественных окаменелостей мягких тканей.
Однако Филипп Донохью из Бристольского университета неожиданно пришел к диаметрально противоположным выводам.
В ходе своей работы Донохью изучал особенности разложения и распада рачков-артемий в различных условиях, потому что полупрозрачные тела этих беспозвоночных позволяют следить за динамикой процессов гниения неразрушающими методами. Столь «несексуальная сторона науки» и множество замученных в лаборатории рачков позволили британскому исследователю приблизиться к разгадке тайны сохранения мягких тканей.
Как выяснилось, ключевую роль в процессе играют живущие в кишечнике бактерии.
В обычных условиях им достаточно всего двух часов после смерти рачка, чтобы полностью заполнить собой и продуктами своей жизнедеятельности весь пищеварительный тракт. После этого кишка разрывается, и бактерии высыпаются во внутренние полости тела, принимаясь за переработку других органов.
В благоприятных условиях бактерии при этом образуют плоские тонкие структуры – биопленки, которые выступают как основа для кристаллизации минералов, впоследствии образующих окаменелость. Отпечатки мягких тканей, которые мы видим в окаменелостях, по существу являются отпечатками этих биопленок.
К сожалению, скорость размножения бактерий и их распространения по телу погибшего рачка слишком мала для того, чтобы биопленки успели зафиксировать строение большинства органов, особенно достаточно удаленных от кишечника. Помочь здесь могут лишь специфические условия среды, такие, как низкое содержание кислорода в воде.
Ранее проведенные исследования указывали на то, что бедные кислородом среды благоприятны для появления окаменелостей мягких тканей, и Донохью, похоже, удалось объяснить механизм этой закономерности.
Выводы британского исследователя позволяют объяснить и другие известные факты – например, что в ископаемом состоянии окаменелости кишечника встречаются намного чаще, чем остатки любых других мягких органов. Именно поблизости от исконных мест обитания у кишечных бактерий больше всего шансов на то, чтобы образовать биопленку.
Кроме того, мягкие ткани древних существ лучше сохраняются у тех из них, кто обладал высокоразвитой пищеварительной системой, начинающейся ртом и заканчивающейся анусом. Остатки более примитивных систем, характерных для кораллов или медуз, у которых и ртом, и анусом служит одно и то же отверстие, встречаются намного реже.
Объясняется это тем, что микробные биомы настоящих кишечников куда богаче различными бактериями, чем примитивные системы низших беспозвоночных.
«Эволюционное приобретение ануса, безусловно, повышает ваши шансы на сохранение мягких тканей в ископаемом состоянии», – резюмировал Донохью.
Статья опубликована порталом Proceedings of the Royal Society B
